低成本电池有潜力作为电网储能解决方案

来自滑铁卢大学科学学院的琳达·纳扎尔教授和她的同事们开发出了这种耐用的锌离子电池，其价格是目前锂离子电池的一半。他们的研究结果发表在自然能源．

据称，该电池使用了安全、不易燃、无毒的材料和ph值中性的水基盐。它由水基电解质、支柱式氧化钒正极和廉价金属锌负极组成。

电池通过插层发电，在插层中，带正电的锌离子从锌金属负极被氧化，穿过电解质，插入正极的氧化钒纳米片层之间。这就驱动了外部电路中的电子流，产生了电流。相反的过程发生在充电时。

据称，该电池代表了固态材料中锌离子插层的首次展示，该材料满足四个重要标准:高可逆性、速率和容量，以及无锌枝晶形成。根据该大学的说法，它提供了超过1000次循环，80%的容量保持，估计能量密度为450瓦时/升。锂离子电池也通过锂离子的插入来工作，但它们通常使用昂贵、易燃的有机电解质。

加拿大固体能源材料研究主席、大学化学系研究教授纳扎尔说:“全球对可持续能源的需求引发了对可靠、低成本储存能源的探索。”“我们开发的水锌离子电池是这种应用的理想选择，因为它相对便宜，而且本质上是安全的。”

未来10年，全球储能市场预计将增长至250亿美元。制造商可以以低成本生产这种锌电池，因为它的制造不需要特殊的条件，比如超低湿度或锂离子电池所需的易燃材料的处理。

纳扎尔实验室的博士后、该论文的第一作者迪潘·昆杜(Dipan Kundu)说:“过去的重点是最小化便携式电子产品市场和汽车的尺寸和重量。”“电网存储需要一种不同的电池，这给了我们研究不同材料的许可。”

电解质中的水不仅促进了锌离子的运动，还使锌片之间的空间膨胀，使锌在电池循环时有足够的空间进入和离开正极结构。

电极材料的纳米级尺寸和电池的高导电性水电解质也提高了其循环寿命和响应时间。